BIAŁKA Flashcards
L-aminokwasy
Która forma aminokwasów występuje częściej U człowieka?
L-aminokwasy
Aminokwasy alifatyczne
Glicyna, Alanina, Walina, Leucyna, Izoleucyna
Aminokwasy zawierające grupę OH
Tyrozyna, Seryna, Treonina
Aminokwasy zawierające siarkę
Cysteina, Metionina
Iminokwasy
Prolina
Aminokwasy zasadowe
Lizyna, Arginina, Histydyna
Aminokwasy kwasowe
Glu, Gln, Asp, Asn
Aminokwasy aromatyczne
Phe, Tyr, Trp
Aminokwasy egzogenne
Nie są syntezowane w organizmie ludzkim.
Walina, Leucyna, Ile, Met, Phe, Trp, Treonina, Lys, Arg, His
Aminokwasy endogenne
Aminokwasy, które są syntezowane w organizmie ludzkim.
Gly, Ala, Tyr, Pro, Ser, Cys, Glu, Gln, Asp, Asn.
Aminokwasy ketogenne
aminokwasy, których metabolizm prowadzi do wytwarzania związków ketonowych. Liz, Leu.
Aminokwasy ketogenne i glukogenne
Izoleucyna, Tryptofan, Fenyloalanina, Tyrozyna.
Struktura pierwszorzędowa białek
rozwinięta, kolejno po sobie występujące aminokwasy połączone w-w peptydowymi.
Struktura drugorzedowa białek
O jej strukturze decyduje struktura pierwszorzędowa. Może mieć formy
a-helisy
b-plyty
b-zwrotu.
Zdefiniowana jest za pomocą kątów torksyjnych.
a-helisa
Wystepuje w 97% przypadków.
Ilość reszt na skok: 3,6.
Skok: 5,4.
Skok na 1 resztę: 0,15
3(10) helisa
Występuje w 3% przypadków.
Ilość reszt na skok: 3.
Skok: 6.
Skok na 1 resztę: 0,2
Aminokwasy stabilizujace helise
Ala, Val, Leu, Phe, Trp, Met, His, Gln
Aminokwasy destablizujace helise
Gly, Ile, Tyr, Ser, Thr, Asp, Asn, Glu, Lys, Arg
Jaki aminokwas nazywamy łamaczem helisy?
Prolina
Jakie wiązania stablizują helise?
Wiązania wodorowe wewnątrzłańcuchowe
B-harmonijka/ B-płyta
Najbardziej rozwinięty łańcuch.
Periodyczność co 0,7nm.
Łańcuchy mogą być ułożone równolegle lub antyrownolegle.
Jakie wiązania stabilizuja strukturę B-płyty?
Wiązania wodorowe tworzące się między grupami sąsiadujących łańcuchów polipeptydowych.
B-zwroty
Tworzą się głównie na powierzchni białek globularnych. Utworzenie wymaga 4 aminokwasów i najczęściej występuje wśród nich Prolina i Glicyna
Oddziaływania niekowalencyjne stabilizujace konformację białka.
- oddziaływania elektrostatyczne
- wiązania wodorowe
- oddziaływania hydrofobowe- siły van der Waalsa *mostki disiarczkowe
Energia wiązania wodorowego
4-13 kJ/mol
Energia wiązania kowalencyjnego
418 kJ/mol
Jak dzielimy białka?
1) Globularne: Albuminy, Globuliny, histony, prolaminy, protaminy
2) Fibrylarne: kolageny, keratyny, elastyny
Jakie są funkcje białek?
Enzymy, Strukturalne, Transportowe, Motoryczne, Zapasowe, Sygnałowe, Receptorowe, Kontroli ekspansji genów,
Specjalnej funkcji: immunoglobuliny, priony, białka szoku termicznego
Kolejność organizacji kolagenu w ścięgno
potrójna helisa tropokolagenu> mikrofibryl > makrofibryl> włókno kolagenowe> ścięgno
włókna kolagenu stabilizowane wiązaniami kowalencyjnymi
Jakie wiązania stabilizuja strukturę keratyny?
Mostki disiarczkowe dzieki duzej zawartosci Cysteiny i w-w kowalencyje
Jakich aminokwasów jest najwięcej w kolagenie?
Gly: 32,7
Pro: 22,1
Ala: 12,00
Nie występuje cysteina!!
Tropokolagen
Podstawowa jednostka strukturalna kolagenu. Składa się z 3 łańcuchów polipeptydowych z których każdy składa się z 1050 aminokwasów.
Ile % masy białek organizmu stanowi kolagen?
25% u człowieka 75kg- 6,5-7,5kg
Dlaczego obecność Ser, Tre i Tyr zwiększa stabilność struktur białkowych?
Obecność grup OH zwiększa możliwość powstawania wiązań wodorowych co wspomaga utrzymaniu struktury przestrzennej.
Jakie znaczenie dla struktury białka globularnego ma obecność Pro?
Pro jako łamacz helisy powoduje zalamywanie regularnej struktury co umożliwia fałszowanie białka (tworzenie B-zwrotow)
Struktura helisy kolagenowej
Ma strukture trimeryczna. 3 lewoskretne helisy skladajace sie na 1 prawoskretna helise. Co 3 aminokwas do Gly.
Dlaczego obecność Gly w cząsteczce tropokolagenu jest ważna dla stabilizacji struktury cząsteczki?
Ponieważ Gly stanowi co 3 aminokwas każdej z 3 lewoskretnych helis w miejscach gdzie schodzą się z 3 łańcuchów zazębiają się między sobą i tworzą się tam w-w wodorowe (prostopadle do osi długiej) między wiązaniami peptydowymi.
Kolejność powstawania kolagenu.
W ER:
1. Synteza preprokolagenowych łacuchów na ER
2. Hydroksylacja Pro i Lys
W CYTOSOLU:
3. Glikozylacja 5-OH-Lys (wiązania O-glikozylowe)
4. Tworzenie potrójnej helisy prokolagenowej.
(dzięki wiązaniom disiarczkowym przy końcu C
5. Sekrecja
W PRZESTRZENI ZEWNĄTRZKOMÓRKOWEJ:
6. Usuwanie C- i N-końcowych domen- tworzenie tropokolagenu.
7. Tworzenie wiązań krzyżowych (wiązania aldolowe)
W jakim celu następuje post- translacyjna modyfikacja; hydroksylacja Pro i Lys?
Zachodzi w ER przed utworzeniem potrójnej helisy.
Do hydroksylacji niezbędne jony F2+ utrzymujące się w postaci zredukowanej dzięki wit. C
Hydroksylacja Pro: stabilizacja struktury, podnosi Tm o 2 stopnie. Następuje dzięki hydroksylazie prolilowej
Hydroksylacja Lys: Następuje aby zapobiec glikozylacji Lys, tworzenie wiązań krzyżowych, Hydroksylaza lizylowa.
Jakie enzymy katalizuje glikozylację Lys-OH
glikozylo- i galaktozylo- transferazy
Jak nazywają się enzymy odcinające wolne końce od cząsteczki prokolagenu i jak nazywa się produkt?
Enzymy: C-końcowa proteaza, N-końcowa proteaza
Produkt: tropokolagen
Jaki proces zachodzi z upływem wieku w wolnych przestrzeniach pomiędzy cząsteczkami kolagenu?
Mineralizacja
Na czym polega dojrzewanie włókna kolagenu?
Tworzenie wiązań poprzecznych pomiędzy fibrylami.
Allizyna utworzona przed utlenienie lizyny lub hydroksylizyna przed OKSYDAZĘ lizylową.
Potrzebne jony Cu2+ i O2
Między jakimi cząsteczkami występują wiązania krzyżowe i jaki jest cel ich powstania?
Między cząsteczkami tropokolagenu. Prowadzi to do wytworzenia i wzmocnienia wyższego szczebla ich organizacji oraz umożliwia powstawanie różnych jego wersji (np. kolagen rogówki, kolagen kości, kolagen ściegien)
Im więcej wiązań krzyżowych tym włókno jest bardziej sztywne. Z wiekiem przybywa wiązań krzyżowych.
Hydroksylaza lizylowa
dodaje grupę OH do niektórych lizyn. Wymaga Fe2+ i wt.C
Hydroksylaza prolilowa
dodaje grupę OH do niektórych prolin. Wymaga Fe2+ i wit. C
Oksydaza lizylowa
przekształca niektóre lizyny i hydroksylizyny w allizyny i hydroksy-allizyny. Te reaktywne aldehydy tworzą poprzeczne usieciowienie. Wymaga Cu 2+ i O2
Szkorbut
niedobór wit. C
obrzęk dziąseł, krwawienia z powodu kruchych naczyń i wypadanie zębów.
Nie powstaje Pro-OH i Lys-OH.
Choroba Menkesa
Choroba genetyczna. Mutacja genu kodującego białko wiążące jony Cu2+.
Zmiany w mózgu, wątrobie, nacz. krwionośnych, tk. kostnej.
Niski wzrost, charakterystczne poskręcane stalowe włosy.
Nie powstaje Allizyna bo OKSYDAZA nie działa bez Cu
Osteogenesis Imperfecta
Zespół błękitnych białkówek
Zaburzenia dojrzewania kolagenu typu I.
Liczne złamania kości i wady rozwojowe uzębienia.
Charakterysteczne twardówki zabarwione na niebiesko
Co powoduje mutacja genu strukturalnego kolagenu typu I (Gly -> X)
Kolagen jest zwijany od C-końca do N-końca. Jeśli mutacja następuje w pobliżu C-końca to jest letalna bo kolagen od począku będzie się źle zwijał.
Jeśli mutacja blisko N-końca - wada możliwa do przeżycia.
Zmniejszenie ilości Gly w łancuchu uniemożliwia zazębianie się i tworzenie wiązań wodorowych- Słaba stabilizacja.
Zespół Ehlersa- Danlosa
Choroba genetyczna dziedziczona recesywnie.
Nieprawidłowa budowa kolagenu.
Objawy: patologiczna elastyczność skóry, nadmierna ruchliwość stawów, kruchość naczyń, nieprawidłowe i powolne gojenie się ran.
Jakie cechy struktury sprzyjają agregacji białek?
Hydrofobowość- dzięki dążeniu do zmniejszenia pow. kontaktu z H20 oddziaływania stają się niewrażliwe na zmianę pH, skład jonowy itp.
Jak powstaje struktura trzeciorzędowa białek?
W wyniku pofałdowania łańcucha polipeptydowego nie posiadającego na całej długości jednego typu struktury drugorzędowej.
Jak powstaje struktura czwartorzędowa?
Przez ułożenie wielu łańcuchów polipeptydowych względem siebie w przestrzeni.
Co to struktura NATYWNA białka?
Struktura, w której białko pełni maksimum swoich możliwości.
Taką strukturę białka przyjmują w środowisku wodnym o pH~7, temperaturze pokojowej o zakresie 20-40C
CHAPERONY- białka opiekuńcze
Wielopodjednostkowe ATP-azy których zadaniem jest wspomaganie poprawnego fałdowania białek w celu uzyskania struktury natywnej.
Wiążą się częściowo sfałdowanym białkami i zabezpieczają ich reszty hydrofobowe aby uniknąć przedwczesnego sfałdowania.
Zapobiegają agregacji zdenaturowanych białek umożliwiając ich renaturację.
Białko szoku termicznego
Hsp60
Co może spowodować nieprawidłowo sfałdowane białko?
- utrata funkcji biologicznej
- nabywanie toksyczych właściowości
- agregacja i tworzenie złogów w tkankach
Jak komórki radzą sobie z nieprawidłowymi białkami?
Ubikwityna- Proteasom : Wewnątrzkomórkowe trawienie białek w proteasomach po ubikitynacji
W jakiej strukturze białko łatwiej agreguje?
beta
Przykłady chorób konformacyjnych
Choroba Alzheimera- peptyd B-amyloidowy
BSE- białko prionowe
Choroba Huntingtona- huntingtina
Choroba Parkinsona- a-synukleina
Co odróżnia białko prionowe chorobotwórcze (PrPsc) od białka prionowego komórkowego normalnego (PrPc)?
W białku prionowym patogennym udział struktur beta-harmonijkowych jest większy niż w proteinach prionowych normalnych.
Kiedy będzie najsilniejsza interakcja między dwiema płytami B?
Gdy co 2 reszta aminokwasowa będzie niepolarna
Kiedy będzie najsilniejsza interakcja między dwiema a-helisami?
Gdy co 4 reszta aminokwasowa będzie niepolarna
Funkcje hemoprotein
- transport tlenu (Hb)
- przechowywanie O2 w mięśniach (Mob)
- Transport elektronów (cytochromy)
- enzymy rozkładające H2O2 (peroksydazy)
Mioglobina
153 aminokwasy
16 700 kDa
75% łańcucha to a-helisa, 8 segmentów A-H
we wnętrzu cząsteczki głównie: Leu, Val, Met, Phe
Hem w kieszeni hydrofobowej
Hemoglobina A (a2, b2)
65kDa
a- 141 aminokwasów
N-Walina C-Arginina
b- 146 aminokwasów
N-Walina C-Histydyna
struktura anologiczna do mioglobiny
Zawartość hemoglobiny w organizmie
Stężenie Hb w krwinkach:
5mM - 33% wagi krwinki czerwonej
12-18g hemoglobiny w 100ml krwi
Na jakim stopniu utlenienia jest żelazo w hemoglobinie?
Fe2+
Czynniki pozwalające utrzymać jon żelaza na stopniu utlenienia 2+
- Hydrofobowe otoczenie układu hemowego we wnętrzu kieszeni globiny
- Stabilizacja kompleksu hem-globina wiązaniami koordynacyjnymi z resztami histydyn
W KRWINKACH CZERWONYCH: - Enzymy:
-reduktaza methemoglobiny (flawoproteina)
-reduktaza askorbinowa i reduktaza glutationowa
Wartość P50 dla mioglobiny
1 torr (1mm Hg)
Równanie obrazujące krzywą nasycenia mioglobiny tlenem
Y= pO2/(pO2 + P50)
Jak nazywa się hemoglobina utlenowana?
Oksyhemoglobina
Jak nazywa się hemoglobina odtlenowana?
Deoksyhemoglobina
Jakie są oddziaływania między podjednostkami hemoglobiny a-B i a-a/ a-B
a-B silne oddziaływania hydrofobowe
a-a/ B-B słabsze wiązania jonowe
Jakie są skutki utlenienia przynajniej jednej podejdnostki hemoglobiny?
Zmiana konformacji całego tetrameru, wciągnięcie jonu żelaza w płaszczyznę hemu
Allosteria
Zmiana powinowactwa chemicznego białka do cząsteczek przez zmianę konformacji. Np. zmiana powinowactwa enzymów do substratów
Efekt allosteryczny
Odwracalna zmiana konformacji białka i aktywności biologicznej na skutek przyłączenia tzw. efektora allosterycznego.
Odgrywa istotną rolę w aktywności enzymatycznej.
Efektor allosteryczny
Związek chemiczny łączące się z centrami allosterycznymi podjednostek enzymatycznych. Efektor nie zmienia struktury pierwszorzędowej ale zmienia strukturę przestrzenną.
Efektory mogą być negatywne lub pozytywne
Jaki skutek dla cząsteczki hemoglobiny ma zmiana formy T (deoksy-hb) na R (oksy-hb)
Rozluźnienie wiązań pomiędzy heterodimerami oraz zmniejszenie niszy między podejdnostami B
2,3- BPG
2,3- bisfosfoglicerynian
Stężenie 2,3-BPG = stężeniu hemoglobiny
Wiąże się z cząsteczką hemoglobiny 1:1.
Wymusza kooperatywność
Wzrost stężenia stabilizuje formę T oraz ułatwia oddawanie tlenu.
Wzrost stężenia powstaje na skutek: przebywania na dużych wysokościach, niedotlenienia, palenia papierosów
efekt homotropowy kooperacji
ligandami są takie same cząsteczki wiązane w różnych obszarach białka, np. O2
efekt heterotropowy kooperacji
przyłączenie jednego rodzaju cząsteczki zmienia powinowactwo do innego rodzaju cząsteczki, np. efekt Bohra- CO2, H+, 2,3-BPG
kooperacja dodatnia (pozytywna)
zwiększone powinowactwo do wiązania cząsteczki w wyniku wiązania innej cząsteczki
kooperacja ujemna (negatywna)
obniżenie zdolności wiązania danego ligandu w wyniku wiązania innej cząsteczki
Ile wynosi P50 dla hemoglobiny?
26 torrów w pH 7,4
Jaką wartść ma P50 dla hemoglobiny płodowej (HbF) i dlaczego?
P50 (HbF)=19mm Hg a P50 (HbA)= 27mm Hg
Aby tlen z krwi matki mogła przenikać do krwi dziecka
Jakim typem kooperacji jest wiązanie tlenu przez hemoglobinę?
Kooperacja dodatnia bo K1>K2>K3>K4
Efektory dodatnie przejścia HbT w HbR
O, CO
Efektory ujemne przejścia HbR w Hbt
H+, CO2, 2,3-BPG
Efekt Bohra dla spadku pH
wzrost: 2,3-BPG, CO2, T
Efekt Bohra dla wzrostu pH
spadek: 2,3-BPG, CO2, T
Jak efekt Bohra wpływa na oddawanie tlenu przez oksyhemoglobinę?
wzrost pH oraz CO2 w kapilarach powoduje łatwiejsze oddawanie tleny przez oksyHb
Która hemoglobina jest mocniejszym kwasem?
HbR (oksyhemoglobina) bo HbT ma tendencję do przyłączania H+ a po utelnowaniu je oddaje
W jaki sposób jest transportowany CO2 w organizmie?
- CO2 dyfunduje z tkanek do krwi gdzie we wnętrzu krwinek ANHYDRAZA WĘGLANOWA katalizuje reakcję CO2 + H2O -> H2CO3 -> H+ + HCO3-
- HCO3- dyfunduje z krwinek do osocza, z równoczesną dyfuzją Cl- do krwinek. (80% transportu)
- H+ w krwinkach buforowane przez Hb
- CO2 transportowane przez Hb w formie karbamidów (15% transportu)
Dlaczego transport tlenu wymaga Hb?
100ml osocza rozpuszcza 0,284 ml O2
100ml krwi (12,6-18,4 g Hb) transportuje 20ml tlenu
Dzięki Hb transport tlenu jest zwiększony 70x
Jaki wpływ ma NO na organizm?
wpływa na
- przewodzenie impulsu nerwowego
- agregacja płytek krwi
- rozluźnienie m. gładkich naczyć
- działanie cytotoksyczne kom. ukł. odpornościowego
Gdzie NO jest syntezowany w organizmie?
W śródbłonku naczyń
Która Hb ma większe powinowactwo do NO?
HbR (oksy-Hb)
Gdzie wiąże się NO w Hb?
z resztą Cys w łańcuchu B - tworzy NITROZOTIOL
Jaka jest funkcja NITROZOTIOLU?
Jest transportowany do rejonów o niskim pO2, gdzie uwalnia NO co w rezultacie powoduje rozszerzenie naczyń i lepsze utlenowanie tkanek
Co wywołuje anemię hemolityczną?
Zmniejszenie rozpuszczalności, anemia sierowata= HbS
Co wywołuje sinicę?
spadek powinowctwa Hb do O2
Co wywołuje policytemię?
wzrost powinowactwa Hb do O2
Co wywołuje sinice?
Utlenienie żelaza hemowego (HbM Fe3+))
Spadek powinowactwa Fe do tlenu. Przeżywają tylko heterozygoty.
Co wywołuje powstanie ciałek Heinza?
Niestabilna Hb, dysocjacja, utrata hemu
Co wywołuje spadek zawartości Hb?
Defekt syntezy Hb, Talasemie (niewystarczające wytwarzanie podjednostek a i B)
Jakie zmiany w budowie Hb i krwinek powoduje HbS?
- zmiana łańcucha B6 Glu-Val
- deoksy HbS polimeryzuje w erytrocytach co porwadzi do zmiany ich kształtu
- bardzo krótki czas życia erytrocytów (5-6dni) dzięki temu chorzy na HbS są odporni na malarię
- zawały tkankowe bo łatwo agreguje
HbC
mutacja B6 Glu- Lys
- powstają kryształy HbC w erytrocytach
Rodzaje B-talasemii
MINOR- niewielka anemia (delecja)
MAJOR- brak wytwarzania B-globiny (nonsens)
INTERMEDIA- wytwarzana mała ilość B-globiny (zmiana sensu)
Który rodzaj talasemii a jest letalny?
Hb Barts ( ten typ stanowi 80%) Zbydowana w 4 łancuchów gamma, u zdrowych ludzi występuje w życiu płodowym ale zanika zaraz po urodzeniu
Ile funkcjonalnych genów koduje a-globinę?
4
HbH
hemoglobina występują przy a-talasemii
Jest zbudowana z czterech łańcuchów globinowych typu beta, a jej synteza wynika z wytwarzania bardzo krótkiego łańcucha alfa. Ta Hb ma zwiększone powinowactwo do wiązania O2 ale go nie oddaje do tkanek
